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化干戈为玉帛

2014-10-21许琴

数学学习与研究 2014年21期
关键词:端点最值题意

许琴

含参数问题在近几年高考中屡见不鲜,也是各大省市命题的热点.学生对含参数问题普遍觉得很抽象,要么放弃不做,要么讨论不周全,处理得不够好,缺乏深层次的认识.其实可以化干戈为玉帛,让学生由听懂、看懂转变为能独立驾驭含参数问题.下面通过几道例题来谈谈我的一些粗浅的做法,以飨读者.

一、优先分离,避免讨论

例1 函数f(x)=x+1x,g(x)=ax-lnx,若对任意的x1,x2∈1,e,都有f(x1)≥gx2成立,求实数a的取值范围.

解法一 由题意转化成f(x)min≥g(x)max.

f(x)=x+1x在[1,e]上的最小值为f(1)=2,

g′(x)=ax-1x.

当a≤0时,g(x)在[1,e]上单调减,g(x)max=g(1)≤2,解得a≤0.

当a>0时,(1)0<1a≤1,即a≥1,g(x)在[1,e]上单调增,g(x)max=g(e)≤2,解得1≤a≤3e;

(2)1<1a

(3)1a≥e,即0

综上得:a的取值范围是-∞,3e.

解法一是该题的常规思路,经历了二重讨论,即参数a与0的比较及a与区间端点的比较.讨论烦琐,耗时长,对于不少高中生来说容易层次不清,讨论不全面,难以坚持到最后.其实可以冲破思维定式,避开参数的讨论,迅速准确地解决问题.

解法二 由题意转化成f(x)min≥g(x),再由分离变量法,解出字母a的范围.

f(x)=x+1x在[1,e]上的最小值为f(1)=2,

则有ax-lnx≤2,可变形为a≤2+lnxx,记h(x)=2+lnxx,即a≤h(x)min,

h′(x)=-1-lnxx<0,則h(x)在[1,e]上单调减,h(x)min=h(e)=3e,即a≤3e.

对比两种解法,显然解法二简单易懂,它的本质是先求出不含参数一边的最值,含参数一边通过分离变量法求出最值,避开了字母讨论.解法二耗时短,易操作,摒弃了直觉判断的参数讨论,开创了解题新思路,充分展现了数学简洁美,起到了事半功倍的效果.

二、挖掘隐含条件,缩小字母范围,简化讨论过程

例2 (2011·浙江)设函数f(x)=a2lnx-x2+ax,a>0.

(1)求f(x)的单调区间;

(2)求所有的实数a,使e-1≤f(x)≤e2对x∈1,e恒成立.

在高考中第(2)问得分率很低,主要是考生对f(x)最值的求解分三种情况进行了讨论(即参数a与区间端点位置之间的关系讨论),运算量大,而且得不到最终结果,究其原因是有些不等式不易求解.如何避开题目预设好的窠臼,抓住题目的已知条件,将参数a的范围进行缩小,这样才可以使解题的复杂程度降低,效率大大提高.解法如下:

解 (1)f′(x)=a2x-2x+a=-(x-a)(2x+a)x,由于a>0,所以f(x)的增区间为(0,a),减区间为(a,+∞).

(2)由题意得,f(1)=a-1≥e-1,即a≥e,由(1)知f(x)在1,e内单调增,

要使e-1≤f(x)≤e2对x∈1,e恒成立,只要f(1)≥e-1

f(e)≤e2,解得a=e.

这样的例子不乏少见,如2013年上海高考题(2013·上海):设a为实常数,y=f(x)是定义在R上的奇函数,当x<0时,f(x)=9x+a2x+7.若f(x)≥a+1对一切x≥0成立,求a的取值范围.

此题可通过f(0)≥a+1将参数a的范围进行约束,从而大大简化运算过程.在时间受限,大脑高度紧张的考试状态下,此法可谓大快人心!

学生对参数问题的掌握是一个长期潜移默化的过程,应根据题目条件,仔细探究选择“通法”还是“巧法”.唯有不断在学中反思,在反思中学,才能积累方法,优选方法,找准解题的着力点与落脚点,实现含参问题的游刃有余.

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